辛烷值用来表示汽油的抗爆性，抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。辛烷值是代表点燃式发动机燃料抗爆性的一个约定数值。在规定条件下的标准发动机试验中通过和标准燃料进行比较来测定。采用和被测定燃料具有相同的抗爆性的标准燃料中异辛烷的体积百分比来表示。 柴油十六烷值时用来评定柴油的自燃性。将十六烷值规定为100的正十六烷和规定十六烷值为0的α-甲基萘按不同比列混合得出不同十六烷值的标准燃料，其十六烷值为该混合气中正十六烷的体积百分比。如果某种柴油与某标准燃料的自燃性相同，则该标准燃料的十六烷值即为该柴油的十六烷值。
4什么是过量空气系数？它与混合气浓度有什么关系？
发动机工作过程中，燃烧1kg燃油实际共给的空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。过量空气系数大于1称为稀混合气，等于1称为标准混合气，小于1称为浓混合气。
5.燃料的热值与发热值有何不同？
热值是指单位量的燃料完全燃烧时所发生的热量。发热值是燃烧一个单位数量的燃料所释放出的热量 6.简述燃料的着火机理？
燃料的着火机理分为：1）热自燃。在着火的准备阶段，混合气体进行着氧化过程，放出热量。放热的同时由于温差的原因，会对周围介质散热，若化学反应所释放出的热量大于所散失的热量，混合气体的温度升高，进而促使混合气的反应速率和放热速率增大，这种相互促进最终导致极快的反应速率而着火。2）链锁反应。其中一个活化作用引起很多基本化学反映。引导反应→反应链→断链反应。
7.为什么说柴油机的着火过程是低温多级着火？汽油机的着火过程是高温单级着火？
1）柴油机在接近压缩终了时，将燃油喷入气缸而形成混合气，在温度较高处即开始氧化，但反应缓慢，压力没有明显变化，在经历一段时间后，由于热量积累，是反应加剧，当过氧化物到达临界温度时，出现淡青色火焰，称为一阶段反应。经一段时间后，由于缸内温度、压力上升，出现蓝色火焰，为二阶段反应。然后由于热量和活化中心的积累，反应将激烈进行 在极短时间产生热爆炸，出现橘黄色热火焰，为三阶段反应。着火过程与温度和浓度有关，整个焰前反映时间之和为着火过程，这就是低温多阶段着火。
2）汽油机混合气在压缩过程中已经进行了一定的化学反应，当电火花跳火的瞬间 一方面在火花电极附近局部地区，可燃混合器温度急剧上升，高达几千度以上，另一方面在高温作用下，燃油分子直接分裂成大量的自由原子和自由量，作为发链反应并达到热爆炸，因为划分不出由链反应引起的起始反应的自动加速和由热所引起的自动加温二者的界限，在火花塞跳火后经一短暂的着火延迟期即可出现明显的热火焰，故称高温单阶段着火。 8发动机采用代用燃料的意义是什么？
减缓石油消耗速度，改善发动机的动力性和燃油经济性，降低有害物质排放。
第五章
1.以柱塞式喷油泵为例简述柴油机燃料喷射过程。
喷射过程是指喷油泵开始供油直至喷油器停止喷油的过程。分为三个阶段：喷射延迟阶段、高喷射阶段、喷射结束阶段。喷射延迟阶段：从喷油泵的柱塞顶封闭进回油孔的理论供油始点起到喷油器的针阀开始升起为止。主喷射阶段：从喷油始点到喷油器端压力开始急剧下降为止。喷油结束阶段：从喷油器端压力开始急剧下降到针阀落座停止喷油为止。
2.简述几何供油规律和喷油规律的关系，并解释两者之间的区别与联系。 供油规律是供油速率随凸轮轴转角的的变化关系；喷油规律是指喷油速率随凸轮转角的变化关系。喷油规律由供油规律决定，二者之间有明显差别，除了始点一般差别8~12°曲轴转角之外，喷油持续时间较供油持续时间长，最大喷油速率较供油速率低，其形状有明显畸变，循环喷油量也低于循环供油量。差别原因：1）燃油的可压缩性；2）压力波传播滞后；3）压力波动；4）高压容积变化。 3什么时供油提前角和喷油提前角？解释两者的关系以及他们对柴油机性能的影响。
供油系统的理论供油始点到上止点为止，曲轴转过的角度叫供油提前角。喷油器的针阀开始升起也就是喷油始点到上止点间曲轴转过的角度叫喷油提前角。供油提前角的大小决定了喷油提前角，供油提前角越大，喷油提前角约到。但两者并不同步增大，两者之差称为喷油延迟角。性能的影响：喷油延迟角限制了柴油发动机的转速，即发动机转速越高，高压油管越长，喷油延迟角越大，它越大，在着火期间喷入的油越多，低压油喷入气缸的量增多，燃油雾化变差，燃烧不充分，易产生积碳堵塞喷油孔的现象，降低柴油机的性能。
4什么是喷油嘴流通特性？说明喷油嘴流通截面对喷油过程和柴油机性能的影响。
喷孔流通截面积与针阀升程的关系称为喷油器的流通特性。 喷油嘴的流通截面积随针阀的上升而增大，其增大的速度与着火后期的喷油量有直接关系。若初期的流通面积增长快，则着火后期喷油量增多，低压油喷入气缸的量增多，燃油雾化变差，燃烧不充分，易产生积碳堵塞喷油孔的现象，降低柴油机的性能。 5柴油机有哪些异常喷射现象和他们可能出现的工况？简述二次喷射产生的原因和危害及消除方法。
柴油机有二次喷射、断续喷射、不规则喷射、隔次喷射和滴油这几种异常喷射现象。二次喷射易发生在高速、大负荷工况下；断续喷射常发生于某一瞬间喷油泵的供油量小于喷油器喷出的油量和填充针阀上升空出空间的油量之和。不规则喷射和隔次喷射易发生在柴油机怠速工况下。二次喷射是因为喷油系统内的压力高、变化快，喷油峰值压力高达100MP甚至200MP，而谷值压力由于出油阀减压容积中的作用接近零甚至真空，在压力波动影响下针阀落座后再次升起造成
的。由于二次喷射是在燃油压力较低的情况下喷射的，导致这部分燃油雾化不良，燃烧不完全，碳烟增多，并易引起喷孔积炭堵塞。此外，二次喷射还使整个喷射持续时间拉长，则燃烧过程不能及时进行，造成经济性下降，零部件过热等不良后果。 为避免出现不正常喷射现象，应尽可能地缩短高压油管的长度，减小高压容积，以降低压力波动，减小其影响。并合理选择喷射系统的参数。 6喷雾特性与雾化质量的指标和参数有哪些？
油束射程L、喷雾锥角β、油束的最大宽度B、贯穿率。油束的雾化质量一般时指油束中液滴的细度和均匀度。评价喷雾粒径的指标有平均粒径、索特粒径和粒径分布。
7.试述柴油机燃烧过程，说明压力升高率的大小对柴油机性能的影响。
柴油发动机的燃烧过程一般分为着火延迟期、速燃期、缓燃期和补燃期四个阶段。
着火延迟期是指从燃料开始喷射到着火，其间经过喷散、加热蒸发、扩散、混合和初期氧化等一系列物理的和化学的准备过程。它是燃烧过程的一个重要参数，对燃烧放热过程的特性有直接影响。在着火延迟期内喷入燃烧室的燃料，在速燃期内几乎是同时燃烧的，所以放热速度很高，压力升高也特别快。缓燃期阶段中燃料的燃烧取决于混合的速度。因此，加强燃烧室内的空气扰动和加速空气与燃料的混合，对保证燃料在上止点附近迅速而完全地燃烧有重要作用。柴油机的混合和燃烧时间很短，以致有些燃料不能在上止点附近及时烧完，而拖到膨胀行程的后期放出的热量不能得到充分利用，因此应尽量避免燃料在补燃期燃烧。
压力升高率大，燃烧迅速，柴油机的经济性和动力性会较好。压力升高率过大，则柴油机工作粗暴，燃烧噪音大；同时运动零件承受较大的冲击负荷，影响其工作可靠性和使用寿命等。压力升高率应限制在一定的范围之内，柴油机的压力升高率一般应不大于0.4~0.5 MPa／(o)曲轴。与汽油机相比，柴油机的压力升高率较大。
8燃烧放热规律三要素是什么？什么是柴油机合理的燃烧放热规律？
一般将燃烧放热始点（相位）、放热持续期和放热率曲线的形状称为放热规律三要素。 合理的放热规律是：燃烧要先缓后急。在初期的燃烧放热要缓慢以降低NOx的排放，在中期要保持快速燃烧放热以提高动力性和经济性能，在后期要尽可能缩短燃烧以便降低烟度和颗粒的排放。 9.简述柴油机的混合气形成特点和方式。
1）空间雾化混合。直接将柴油喷射到燃烧室空间，经雾化、蒸发与空气混合，形成雾状混合物。优点：混合气形成速度快,燃烧过程比较稳定，对转速范围的适应性强。缺点：燃料在着火以前形成的混合气较多，使燃烧过程较为粗暴 若油滴蒸发、雾化速度不及燃烧速度快,将产生不完全燃烧。
2）柴油顺着气流的运动方式。涂到燃烧室壁面，形成油膜，逐步受热蒸发，并与空气混合形成均匀混合气。优点：完全是气相混合，通过油膜的蒸发和吹拂气流的旋转运动还可以实现分层燃烧，做到既无碳烟，可控制燃烧速度，限制燃
烧压力的急剧升高，从而控制噪声和传动装置的机械负荷。缺点：油膜蒸发的速度受壁温、油膜厚度和气流运动的影响很大。
10. 简述直喷式燃烧室柴油机的性能特点，并与分隔式燃烧室柴油机做对比。
直喷式燃烧室柴油机的性能特点包括：1）由于燃烧迅速，故经济性好，有效燃油消耗率低。2）燃烧室结构简单，表面积与容积比小。3）对喷射系统的要求较高。4）对进气道有较高要求。5）NOx的排放量高。6）对转速的变化较为敏感。7）压力升高率大，燃烧噪声大，刚工作较粗暴。
分隔式燃烧室柴油机的性能特点包括：1）采用浓稀两段混合燃烧方式，使NOx和微粒排放低于直喷式，但低负荷下的碳烟排放量较大。2）压力升高率和最高燃烧压力均低于直喷式，燃烧柔和，振动噪声小。3）对于涡流室，压缩涡流随发动机速度升高而增强，适合于高速柴油机。4）缸内气体流动比较强烈，空气利用率好。5）对喷射系统要求不高，不需要进气涡流，进气道形状简单，因而加工制造成本低，使用故障少。6）一般对燃油不太敏感，有较强的适应性。7）燃烧室结构复杂，表面积与容积比较大。8）冷起动不如直喷式一般都要求安装电预热室。
11柴油机燃烧过程优化的基本原则是什么？
（1）油-气-燃烧室的最佳配合。（2）控制着火落后其内混合气生成量。（3）合理组织燃烧室内的涡流和湍流运动。（4）紧凑的燃烧室形状。（5）加强燃烧期间和燃烧后期的扰流。（6）优化运转参数。 12什么是柴油机合理的喷油规律？
喷射开始时段的喷油率不能太高，以便控制着火落后期内形成的可燃混合气量，降低初期放热率，防止工作粗暴。在燃烧开始后，应有较高的喷油率以期缩短喷油持续期，加快燃烧速率，同时尽可能减少喷油系统中的燃油压力波动，以防止不正常喷射现象。
第六章
1说明汽油机燃烧过程各阶段的主要特点，以及对它们的要求。
1）着火落后期。从火花塞点火到火焰核心形成的阶段。为了提高效率，希望尽量缩短着火落后期。为了发动机运转稳定，希望着火落后期保持稳定。
2）明显燃烧期。指火焰由火焰中心烧遍整个燃烧室的阶段，因此也可称为火焰传播阶段，是燃烧的主要时期。
3）补燃期。从最高压力点开始到燃料基本燃烧为止称为补燃期。为了保证高的循环热效率和循环功，应使补燃期尽可能短。
2爆燃燃烧产生的原因是什么？它会带来什么不良后果？
燃烧室边缘区域混合气也就是末端混合气燃烧前化学反应过于迅速，以至在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然，引发爆燃爆燃会给柴油机带来很多危害，发生爆燃时，最高燃烧压力和压力升高率都急剧增大，因而相关零部件所受应力大幅增加，机械负荷增大；爆燃时压力冲击波冲击缸壁破坏了油膜层，
导致活塞、气缸、活塞环磨损加剧，爆燃时剧烈无序的放热还使气缸内温度明显升高，热负荷及散热损失增加，这种不正常燃烧还使动力性和经济性恶化。 3爆燃和早燃有什么区别？
早然是指在火花塞点火之前，炽热表面点燃混合气的现象。爆燃是指末端混合气在火焰锋面到达之前即以低温多阶段方式开始自然的现象。早燃会诱发爆燃，爆燃又会让更多的炽热表面温度升高，促使更加剧烈的表面点火。两者相互促进，危害更大。另外，与爆燃不同的时，表面点火即早燃一般是在正常火焰烧到之前由炽热物点燃混合气所致，没有压力冲击波，敲缸声比较沉闷，主要是由活塞、连杆、曲轴等运动件受到冲击负荷产生震动而造成。 4爆燃的机理是什么？如何避免发动机出现爆燃？
爆燃着火方式类似于柴油机，同时在较大面积上多点着火，所以放热速率极快，局部区域的温度压力急剧增加，这种类似阶越的压力变化，形成燃烧室内往复传播的激波，猛烈撞击燃烧室壁面，使壁面产生振动，发出高频振音（即敲缸声）。 避免方法：适当提高燃料的辛烷值；适当降低压缩比，控制末端混合气的压力和温度；调整燃烧室形状，缩短火焰前锋传播到末端混合气的时间，如提高火焰传播速度、缩短火焰传播距离。
5何谓汽油机表面点火？防止表面点火有什么主要措施？
在汽油机中，凡是不靠电火花点火而由燃烧室内炽热表面点燃混合气的现象，统称为表面点火。防止措施：1）适当降低压缩比。2）选用沸点低的汽油和成焦性小的润滑油。3）要避免长时间的低负荷运行和汽车频繁加减速行驶。4)应用磷化合物为燃油添加剂使沉积物中的铅化物成为磷酸铅从而使碳的着火温度提高到560℃且氧化缓慢，放出热量少，从而减少表面点火的产生。
6何谓汽油机燃烧循环变动？燃烧循环变动对汽油机性能有何影响？如何减少燃烧循环变动？
燃烧循环变动是点燃式发动机燃烧过程的一大特征，是指发动机以某一工况稳定运转时，这一循环和下一循环燃烧过程的进行情况不断变化，具体表现在压力曲线、火焰传播情况及发动机功率输出均不相同。 影响：由于存在燃烧循环变动，对于每一循环，点火提前角和空燃比等参数都不可能调整到最佳，因而使发动机油耗上升、功率下降，性能指标得不到充分优化。随着循环变动加剧，燃烧不正常甚至失火的循环次数逐渐增多，碳氢化合物等不完全燃烧产物增多，动力性、经济性下降。同时，由于燃烧过程不稳定，也使振动和噪声增大，零部件寿命下降，当采用稀薄燃烧时，这种循环变动情况加剧。 减少措施：1）尽可能使фa=0。8～1。0，此时的循环变动最小。2）适当提高气流运动速度和湍流程度可改善混合气的均匀性，进而改善循环变动。3）改善排气过程，降低残余废气系数γ。4）避免发动机工作在低负荷、低转速工况下。5)多点点火有利于减少循环变动。6）提高点火能量，优化放电方式，采用大的火花塞间隙。
7提高汽油机压缩比对提高性能有何意义？如何保证在汽油机上使用较高的压缩比？